徐 俐，劉 睿，秦 潔*

0 引言

脂滴(Lipid droplet，LD)是大多數(shù)真核細(xì)胞中高度動(dòng)態(tài)的細(xì)胞器。脂滴的結(jié)構(gòu)類似原生脂質(zhì)蛋白，由富含三酰甘油(Triacyl glycerol，TG)的中性脂質(zhì)核心組成，其外圍包裹著單層磷脂分子和一些蛋白質(zhì)。LD可以儲(chǔ)存中性脂質(zhì)，是代謝非?；钴S的細(xì)胞器。LD中有許多蛋白和分子參與脂質(zhì)代謝，以保證細(xì)胞正常生理作用，一旦脂質(zhì)代謝出現(xiàn)紊亂，就會(huì)導(dǎo)致肥胖、2型糖尿病、高脂血癥、動(dòng)脈粥樣硬化等多種疾病。

PAT家族蛋白(PAT family proteins，PAT)是與脂質(zhì)代謝密切相關(guān)的一類蛋白，其廣泛分布于LD表面。在哺乳類動(dòng)物中已發(fā)現(xiàn)5種PAT家族蛋白，分別是PLIN1(Perilipin)、PLIN2(ADRP)、PLIN3(TIP47)、PLIN4(S3-12)和PLIN5(OXPAT)，它們統(tǒng)稱為PLINs[1-2]。PLINs成員表達(dá)存在差異性[3]，例如PLIN1主要在白色脂肪中表達(dá)，ADRP主要在肝臟中表達(dá)，PLIN3主要表達(dá)于骨骼肌細(xì)胞中[4]，S3-12主要在骨骼肌和心臟中表達(dá)，PLIN5則主要表達(dá)于氧化組織，如心肌和骨骼肌[5]。在不同的組織和器官中，PLINs成員在疾病中發(fā)揮的作用也不同。前期研究主要集中在肥胖、糖尿病、高脂血癥、動(dòng)脈粥樣硬化、非酒精性脂肪肝等疾病，而近期越來越多的研究表明[6-8]，PAT家族蛋白與腫瘤也密切相關(guān)，本文將重點(diǎn)梳理PAT家族蛋白與腫瘤關(guān)系的研究進(jìn)展。

2 PAT家族蛋白簡介及與腫瘤的關(guān)系

2.1 PAT家族蛋白簡介

2.1.1 PLIN1 PLIN1是PAT家族最早發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)。它的氨基酸末端大約有100個(gè)氨基酸的高度保守區(qū)域，與隨后發(fā)現(xiàn)的另外兩個(gè)PAT家族蛋白ADPR和TIP47具有數(shù)量相似的氨基酸末端的高度保守區(qū)域。PLIN1主要分布在脂滴表面，是成熟脂滴表面最豐富的蛋白質(zhì)。其N端有一個(gè)保留的PAT結(jié)構(gòu)域和11-mer重復(fù)序列，形成雙性螺旋結(jié)構(gòu)[9-10]，有利于PLIN1與脂滴的結(jié)合。PLIN1蛋白分子有非磷酸化和磷酸化兩種狀態(tài)，并受蛋白激酶A(Protein kinase A，PKA)的調(diào)節(jié)，在脂質(zhì)代謝中發(fā)揮重要作用[11]。一方面，PLIN1會(huì)抑制脂肪分解[12]。在非磷酸化時(shí)，PLIN1作為脂滴的保護(hù)屏障，將三酰甘油脂肪酶及激素敏感脂肪酶與TAG隔離開，保護(hù)中性脂質(zhì)不被水解。另一方面，PLIN1在兒茶酚胺的刺激下被PKA磷酸化，促進(jìn)三酰甘油脂肪酶和激素敏感脂肪酶轉(zhuǎn)移到脂滴表面，加速脂肪分解[13]。因此，PLIN1可雙向調(diào)控LD形成。

2.1.2 ADRP ADRP是一種脂肪分化相關(guān)蛋白，是尾連蛋白等的脂滴結(jié)合蛋白。ADRP蛋白主要在脂肪、肝臟及乳腺中表達(dá)。它與磷脂一起包圍脂滴，共同參與中性脂質(zhì)在脂滴中的儲(chǔ)存[14]。研究表明，脂滴體積與ADRP含量有密切聯(lián)系，高度表達(dá)的ADRP會(huì)抑制ADRP與中性脂滴接觸后水解和脂肪酸β-氧化，從而促進(jìn)脂肪的合成[15]。高表達(dá)ADRP亦可能會(huì)誘導(dǎo)高密度脂蛋白的外流，從而對(duì)肝細(xì)胞脂滴的形態(tài)以及肝臟細(xì)胞中極低密度脂蛋白產(chǎn)生調(diào)控作用[16]。

2.1.3 TIP47 尾部相互作用蛋白(Tail-interacting protein，TIP47)也稱為胎盤蛋白，是PAT家族的成員之一。TIP47在大多數(shù)組織中都表達(dá)，但與其他PAT家族蛋白成員不同的是，其不受過氧化物酶體增殖物激活受體調(diào)節(jié)。TIP47和ADRP的蛋白序列有43%相同，在ADRP缺乏時(shí)，TIP47能對(duì)ADRP起到代償?shù)淖饔?。TIP47 C′端含有一個(gè)保守的兩親α-螺旋束，此α-螺旋束與載脂蛋白、載脂蛋白E和載脂蛋白Ⅱ的脂質(zhì)結(jié)合域相似，因此與脂滴單層具有更強(qiáng)的相互作用。作為一種可溶性細(xì)胞體蛋白，其以穩(wěn)定的方式存在于細(xì)胞質(zhì)中。當(dāng)受到外源性刺激形成新的脂滴時(shí)，由于其疏水結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，TIP47就會(huì)轉(zhuǎn)移到脂滴表面[17-18]。因此，TIP47不僅參與脂質(zhì)代謝，還參與構(gòu)成胞漿結(jié)構(gòu)域[19]。TIP47參與脂滴的代謝過程和脂滴的初始形成，缺失將阻止細(xì)胞形成，導(dǎo)致細(xì)胞中脂肪酸的吸收和中性脂質(zhì)的變化，進(jìn)而抑制早期細(xì)胞生物合成[20]。TIP47的表達(dá)受蛋白激酶C(PKC)和蛋白激酶A(PKA)的調(diào)節(jié)。

2.1.4 S3-12 最初發(fā)現(xiàn)S3-12是一種在脂肪細(xì)胞分化中表達(dá)的蛋白質(zhì)。大部分的蛋白質(zhì)序列都是由33個(gè)氨基酸進(jìn)行首尾相連而組成的，該序列在S3-12中重復(fù)了29次，在ADRP中重復(fù)了2次，但是，該蛋白并沒有同源性的PAT結(jié)構(gòu)域，因此，S3-12在PAT家族中一直處于邊緣化狀態(tài)，相關(guān)研究表明，S3-12存在于脂滴表面，也可與其他脂滴結(jié)合，這主要取決于細(xì)胞代謝狀態(tài)[21]。S3-12、TIP47以及ADRP在基本狀態(tài)下主要分散在3T3-L1的脂肪細(xì)胞中，沒有與脂滴結(jié)合。通過外源性胰島素和葡萄糖的攝入，在胞漿中迅速形成新的脂滴[6]。

2.1.5 PLIN5 PLIN5是PAT蛋白家族的一個(gè)重要成員，在高度氧化的組織中大量表達(dá)，如心臟、肝臟、骨骼肌和脂肪組織[22-23]。PLIN5僅在動(dòng)物體內(nèi)表達(dá)，是一種親水性蛋白質(zhì)，含有468個(gè)氨基酸，是一種偏酸性蛋白質(zhì)。PLIN5是細(xì)胞脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。當(dāng)PLIN5失調(diào)時(shí)會(huì)導(dǎo)致各種病理狀況的發(fā)展，例如脂毒性、氧化應(yīng)激和脂肪變性。越來越多的證據(jù)表明，PLIN5不僅能夠調(diào)節(jié)脂肪分解，還可以通過多種機(jī)制保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷[24-26]。在小鼠和人的研究中觀察到，PLIN5缺乏與活性氧形成增加、線粒體功能受損和心肌病有關(guān)[27-29]。研究顯示，PLIN5的表達(dá)可能會(huì)增加肝臟脂質(zhì)的積累，但不會(huì)造成肝臟損傷。此外，PLIN5是一種保護(hù)因子，可防止脂肪分解產(chǎn)生的非酯化脂肪酸引起的肝毒性[30]。在PAT家族蛋白中，PLIN5表現(xiàn)出一些獨(dú)特的特性，即通過其最后20個(gè)氨基酸將線粒體緊密地錨定到LD膜上。在PLIN5高表達(dá)水平的組織中，如棕色脂肪組織(BAT)和心臟，也觀察到這種LD線粒體偶聯(lián)。因此，PLIN5可能與氧化組織中的脂滴和線粒體密切相關(guān)，可以對(duì)細(xì)胞內(nèi)的能量平衡進(jìn)行調(diào)節(jié)，也能保護(hù)線粒體不受影響[31]。

2.2 PAT家族蛋白與腫瘤的關(guān)系

2.2.1 PLIN1 Sánchez-Romero等[32]在不同類型腫瘤中觀察到脂肪生成增加和脂滴積聚這種特性，并研究了PLIN1與牙源性腫瘤的關(guān)系。Sánchez-Romero等[32]通過對(duì)人類牙胚、常規(guī)成釉細(xì)胞瘤(Conventional ameloblastoma，AM)及成釉細(xì)胞癌(Ameloblastic carcinoma，AC)標(biāo)本的免疫組織化學(xué)檢測，發(fā)現(xiàn)91.7%的牙胚樣本中PLIN1呈陰性，48.2%的AM樣本中PLIN1呈陽性，87.5%的AC樣本中PLIN1呈陽性。這一結(jié)果表明，PLIN1在人類牙齒發(fā)育中具有重要作用，AM和AC樣本中PLIN1的免疫表達(dá)特性為這些腫瘤的代謝改變提供了依據(jù)。另一項(xiàng)對(duì)不同類型脂肪肉瘤和軟組織肉瘤中LD相關(guān)蛋白的分析顯示，LDs中PLIN1陽性可將脂肪肉瘤與其他肉瘤尤其是高級(jí)別軟組織肉瘤區(qū)分開來[33]，因此PLIN1可用于組織病理學(xué)診斷。

2.2.2 ADRP ADRP可以為胃癌細(xì)胞的增殖提供一定的能量，甚至可以抑制腫瘤細(xì)胞死亡，表現(xiàn)在ADRP 過表達(dá)的細(xì)胞增殖和活力明顯增高，而低表達(dá)ADRP的細(xì)胞增殖和活力明顯減低[34-35]。近年來，ADRP作為乳腺癌、肺癌、結(jié)腸直腸癌、腎癌和食管癌等疾病的潛在診斷生物標(biāo)志物的相關(guān)研究已經(jīng)逐漸成熟，為其成為這些腫瘤的靶點(diǎn)藥物提供依據(jù)。

Azukisawa等[36]收集了87份肝母細(xì)胞瘤(Hepatoblastoma，HB)樣本和相應(yīng)的臨床資料，采用免疫組織化學(xué)染色法檢測ADRP，將結(jié)果與胚胎血紅蛋白組進(jìn)行對(duì)照，用于分析ADRP表達(dá)與HB臨床特征和預(yù)后的關(guān)系。胎兒血紅蛋白分組中ADRP的表達(dá)增加，且ADRP的強(qiáng)表達(dá)與胎兒顯性血紅蛋白的組織病理類型有關(guān)。盡管通過單變量生存分析，ADRP強(qiáng)表達(dá)組與弱表達(dá)組的無事件生存率(EFS)間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但是改變統(tǒng)計(jì)方法為多變量生存分析時(shí)，顯示ADRP強(qiáng)表達(dá)組的EFS顯著改善，說明ADRP在HB中的表達(dá)差異預(yù)示著不同的預(yù)后效果。

去勢抵抗性前列腺癌(Castration-resistant prostate cancer，CRPC)仍然無法治愈。Lin等[37]發(fā)現(xiàn)雄激素剝奪療法可通過過氧化物酶體(PPARg)激活A(yù)DRP，從而在前列腺癌(Prostate cancer，PCa)細(xì)胞中誘導(dǎo)神經(jīng)內(nèi)分泌分化(Neuroendocrine differentiated ，NED)。此外，在PCa細(xì)胞釋放的外顯體中可以檢測到ADRP蛋白，這些外顯體以旁分泌方式誘導(dǎo)PCa細(xì)胞的NED。由此可見，PPARg可能成為CRPC的潛在治療靶點(diǎn)。此外，經(jīng)過開發(fā)的含有外顯體的ADRP可以作為一種潛在的CRPC生物標(biāo)志物，該生物標(biāo)志物可以通過微創(chuàng)液體活檢檢測。

透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌(Clear cell renal cell carcinoma，ccRCC)是成人中最常見的腎惡性腫瘤，其發(fā)病率逐年增加。Cao等[38]通過免疫印跡和免疫組化檢測PLIN2在人ccRCC組織和細(xì)胞系中的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)PLIN2在腎細(xì)胞癌(Renal cell carcinoma ,RCC)組織和細(xì)胞中升高。此外，PLIN2高表達(dá)與良好的預(yù)后相關(guān)。敲低PLIN2促進(jìn)了ccRCC細(xì)胞的增殖，并增強(qiáng)了細(xì)胞的侵襲和遷移。因此，PLIN2可能被認(rèn)為是ccRCC的新型預(yù)后因素，也是ccRCC患者的特異性診斷指標(biāo)。此外，PLIN2可能是ccRCC臨床治療的潛在新靶點(diǎn)。

2.2.3 TIP47 Zhang等[39]以PAT家族蛋白與乳腺癌患者預(yù)后效果的關(guān)系為研究課題，認(rèn)為PAT家族蛋白的基因改變頻率較低，而擴(kuò)增是最常見的基因改變方式。與正常乳腺組織相比，乳腺癌組織中TIP47的表達(dá)增加，且PAT家族中其他成員表達(dá)顯著降低。PLIN1的高表達(dá)可能預(yù)示乳腺癌患者的總生存期更長，而ADRP的過度表達(dá)則相反。

Szigeti等[40]研究發(fā)現(xiàn)，宮頸腫瘤的侵襲性與細(xì)胞和血清中TIP47的含量之間存在相關(guān)性。研究人員開發(fā)了一種多克隆抗TIP47抗體，并將其用于60例具有不同細(xì)胞病理學(xué)的女性患者的宮頸涂片和組織切片。在治療過程中監(jiān)測Ⅱb、Ⅲa和Ⅲb期宮頸上皮內(nèi)瘤變或?qū)m頸癌患者的血清TIP47水平，發(fā)現(xiàn)TIP47在不典型增生中表達(dá)較弱，在浸潤性腫瘤和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移中表達(dá)較強(qiáng)。宮頸癌患者血清TIP47水平升高，治療后下降，復(fù)發(fā)時(shí)再次升高。說明TIP47可作為宮頸癌復(fù)發(fā)早期血液檢測的良好臨床標(biāo)志物。Hocsak等[41]最新研究發(fā)現(xiàn)，TIP47通過阻止凋亡誘導(dǎo)因子(Apoptosis inducing factor,AIF)和核酸內(nèi)切酶G的核轉(zhuǎn)位來抵抗紫杉醇誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡。

Lamprou等[42]研究發(fā)現(xiàn)了TIP47與PCa放療抵抗具有相關(guān)性，這種作用主要體現(xiàn)在TIP47與溶酶體酸性脂肪酶的反應(yīng)。PLIN3缺失后，細(xì)胞系的增殖減少，放射增敏性增強(qiáng)。當(dāng)TIP47耗竭時(shí)，PCa放射治療效果顯著增強(qiáng)，導(dǎo)致廣泛的組織壞死。因此，了解TIP47在神經(jīng)內(nèi)分泌分化中的作用，可以為前列腺癌治療提供新的靶點(diǎn)策略，亦可作為前列腺癌或其他腫瘤的預(yù)測標(biāo)志物。

Liu等[43]著重研究在癌細(xì)胞生長和存活過程中，脂滴分解的過程與機(jī)制。研究認(rèn)為，葡萄糖剝奪誘導(dǎo)膽堿激酶α2(Choline kinase α2，CHKα2)與脂滴的結(jié)合，而具有改變催化結(jié)構(gòu)域構(gòu)象的CHKα2作為蛋白激酶發(fā)揮作用，在Y232處磷酸化ADRP，在Y251處磷酸化TIP47。磷酸化的ADRP及TIP47則從脂滴中解離，并通過Hsc70介導(dǎo)的自噬降解，從而促進(jìn)脂滴脂解、脂肪酸氧化和腦腫瘤生長。此外，在人類膠質(zhì)母細(xì)胞瘤標(biāo)本中，CHKα2 S279磷酸化、CHKα2 K247乙酰化與ADRP及TIP47的磷酸化水平彼此呈正相關(guān)，且與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者的不良預(yù)后相關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步研究ADRP及TIP47的磷酸化水平在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤發(fā)展中的作用奠定了基礎(chǔ)。

Wang等[44]研究發(fā)現(xiàn)TIP47的高表達(dá)與RCC呈正相關(guān)。其通過蛋白質(zhì)印跡、免疫熒光和免疫組織化學(xué)測定法測定人腎細(xì)胞癌組織和細(xì)胞系中PLIN3的表達(dá)水平。結(jié)果顯示，PLIN3在RCC組織和細(xì)胞系中的表達(dá)水平升高，且可以區(qū)分癌組織和正常腎組織。此外，PLIN3升高預(yù)示無病生存期和總生存期較差。因此，PLIN3高表達(dá)可作為診斷和預(yù)后的生物標(biāo)志物。PLIN3功能抑制可作為一種新的臨床治療選擇。

2.2.4 S3-12 Zhang等[45]將66份脂肪肉瘤和179份非脂肪瘤樣本作為病例組，20份正常脂肪組織樣本作為對(duì)照組，評(píng)估了PAT家族蛋白在脂肪肉瘤亞型和各種非脂肪瘤肉瘤中的表達(dá)。研究結(jié)果顯示，PLIN1在大多數(shù)脂肪肉瘤中表達(dá)，在非脂肪瘤性肉瘤中表達(dá)缺失；S3-12在一些脂肪肉瘤中表達(dá)，在非脂肪瘤肉瘤中幾乎為陰性。脂肪肉瘤中PLIN1和S3-12的表達(dá)高于非脂肪瘤肉瘤。而PLIN1和S3-12在脂肪肉瘤亞型上也有顯著差異。ADRP、TIP47和PLIN5在脂肪肉瘤、橫紋肌肉瘤、平滑肌肉瘤、隆突性皮膚纖維肉瘤、未分化肉瘤、纖維肉瘤、尤因肉瘤和上皮樣肉瘤中廣泛表達(dá)。ADRP、TIP47和PLIN5在非脂肪瘤肉瘤中的表達(dá)差異顯著。相關(guān)性分析顯示，除TIP47外，脂肪肉瘤患者PLINs之間存在很強(qiáng)的關(guān)系：PLIN1表達(dá)與ADRP、S3-12、PLIN5表達(dá)存在顯著相關(guān)性，ADRP表達(dá)與S3-12、PLIN5表達(dá)存在顯著相關(guān)性。由此可見，PLIN1和S3-12可作為脂肪肉瘤的診斷標(biāo)志物，并可用于區(qū)分脂肪肉瘤亞型。全PAT家族蛋白免疫組織化學(xué)的聯(lián)合應(yīng)用可能有助于區(qū)分不同分化程度的肉瘤。

2.2.5 PLIN5 卵巢癌(Ovarian cancer，OC)是婦科惡性腫瘤的一種主要類型。盡管在手術(shù)、化療和放療方面取得了進(jìn)展，但臨床預(yù)后仍不能令人滿意，且大多數(shù)OC患者最終死于復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。Zhao等[46]通過小鼠的一項(xiàng)體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，PLIN5在OC組織中下調(diào)且被高甲基化。此外，去甲基化的PLIN5可以抑制細(xì)胞增殖、遷移和OC侵襲，并增加細(xì)胞凋亡，還可以抑制腫瘤生長。因此，在OC中，PLIN5可以作為腫瘤抑制因子，這也為OC的治療提供新的策略。

3 小結(jié)

本文介紹了PAT家族蛋白及其與腫瘤的關(guān)系。PAT家族蛋白是與脂滴形成和脂質(zhì)代謝密切相關(guān)的一類蛋白，隨著研究的深入，PAT家族蛋白的成員也在不斷增加。以往研究側(cè)重于PAT家族蛋白與肥胖癥、2型糖尿病、非酒精性脂肪肝病、動(dòng)脈粥樣硬化等疾病研究的關(guān)系。然而，目前越來越多的研究已經(jīng)表明，PAT家族蛋白還與腫瘤密切相關(guān)。牙源性腫瘤中PLIN1的表達(dá)，胃癌組織、肝母細(xì)胞瘤中PLIN2、脂肪肉瘤中PLIN4的表達(dá)差異，乳腺癌中PLIN3的高表達(dá)，以及卵巢癌組織中PLIN5的高度甲基化等都表明PAT家族蛋白與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。但目前PAT家族蛋白在腫瘤中的作用和機(jī)制尚不明確，需要深入研究，從而為PAT家族蛋白作為腫瘤預(yù)測指標(biāo)及治療靶點(diǎn)提供更多可靠證據(jù)。